[发明专利]各向异性的纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种各向异性的纳米晶复合NdFeB永磁合金及其制备方法，属磁性材料技术领域。

背景技术

纳米晶复合永磁材料是近年来材料研究领域的热点之一，该永磁材料通过软、硬磁相之间通过强烈的交换耦合作用，使其整体表现为永磁性。该材料具有高的理论最大磁能积、成本低等特点，因此具有很大的开发应用前景。

双相纳米晶复合永磁材料发现以后，人们自然想到，制备各向异性的双相纳米晶复合永磁材料无疑会获得更优异的磁性能。1987年D.Dadon等人在低辊速直接快淬得到具有各向异性的Nd₂Fe₁₄B薄带，Nd₂Fe₁₄B晶粒c轴规则取向是垂直薄带方向，这是由于在热梯度下的方向性凝固。虽然在低辊速可以形成各向异性Nd-Fe-B双相纳米永磁材料，但由于低辊速导致晶粒粗大而使得材料的磁性能很低。2001年Zhang X Y等人对成分为Nd_3.6Pr_5.4Fe₈₃Co₃B₅在快淬速度为20m/s下，直接得到具有各向异性的Nd₂Fe₁₄B/α-Fe双相薄带。其中J_r＝0.74J_s，(BH)_max＝194kJ/m³。磁场处理能显著提高材料的磁性能。同时，磁场还可以使晶粒沿着外加磁场方向择优取向生长，形成织构，这就为制备Nd-Fe-B双相纳米晶复合各向异性永磁材料提供了技术支持。Ji.Q.G.等人在磁场下热处理Nd₁₀Fe_84-xB₆In_x(x＝0，1)，退火温度在居里点附近300℃～400℃。磁场使得磁体内部的微结构发生了一定的择优取向，包括晶粒沿一定方向长大或转动。我们利用强恒磁场改变非晶态永磁合金晶化过程中的晶粒形核和长大、形态和排列，获得了晶粒取向生长、性能优良的各向异性复合永磁材料，有效提高了材料的磁性能。

发明内容

本发明的目的是提供一种具有优异磁性能的各向异性的纳米晶复合NdFeB永磁合金的制备方法。

本发明的目的是通过以下技术手段来实现的。

一种纳米晶复合NdFeB永磁合金，其特征在于该合金的成分，以原子百分比计为：

Fe    70～80％

Nd    7～15％

Co    3～8％

Zr    1～5％

B     3～9％

上述纳米晶复合NdFeB永磁合金的制备方法，其特征在于该方法具有以下工艺步骤：

a.将工业纯金属原料Fe、Nd、Co、Zr以及FeB合金，按纳米晶复合NdFeB永磁合金成分以原子百分比计为：Fe 70～80％、Nd 7～15％、Co 3～8％、Zr 1～5％和B 3～9％进行配料，然后用真空非自耗电弧炉在氩气保护下进行熔炼，熔炼电流密度为100～250A/cm²，将熔炼合金翻身熔炼3～6次，得到合金纽扣锭；

b.将纽扣锭破碎成3～6g的小块料，装入石英管内，在电感应真空快淬炉中制成合金薄带；石英管喷嘴直径为0.6～1.2mm，喷嘴与辊面距离为5～10mm，氩气压力差为0.8×10⁵～1.5×10⁵Pa，辊面线速度为12～22m/s；

c.在10T恒磁场下，薄带的辊面方向平行或垂直于磁场取向退火。先升温到一定温度(600～800℃)，保温20～40分钟，然后随炉冷却30～60分钟。利用JDM-13型振动样品磁强计(VSM)，分别测量薄带平行辊面(//)和垂直辊面方向(⊥)的磁性能，其最大磁场为1.8T。

本发明中所用的原料为纯金属Fe、Nd、Co、Zr以及FeB中间合金。

本发明的合金具有各向异性和优良的磁性能。